탄성체
1. 개요
탄성체는 외부 힘에 의해 변형되었다가 힘이 제거되면 원래 형태로 되돌아가는 성질을 가진 고분자 재료를 통칭한다. 엘라스토머는 가황 처리 가능 여부에 따라, 열을 가했을 때의 변화에 따라 다양한 종류로 분류된다. 가황 가능한 불포화 고무, 가황 불가능한 포화 고무, 열가소성 엘라스토머, 열경화성 엘라스토머 등이 있으며, 천연 고무, 합성 고무, 실리콘 고무, 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리아미드 등 다양한 종류가 존재한다. 열가소성 엘라스토머는 열을 가하면 유동성을 나타내어 성형이 용이하지만, 내열성이 낮다는 특징이 있다.
| 정의 | 고무와 유사한 탄성적 성질을 가진 폴리머 |
|---|---|
| 다른 용어 | 고무 (더 선호되는 용어) |
| 특징 | 낮은 영률, 큰 탄성 변형 가능 |
| 종류 | 천연 고무 합성 고무 |
|---|---|
| 결합 | 가교 결합을 통해 네트워크 구조 형성 |
| 탄성 | 큰 변형 후 원래 형태로 회복 가능 낮은 영률 |
|---|---|
| 점탄성 | 온도와 시간에 따라 탄성 및 점성 거동 변화 크리프 현상 |
| 산업 | 타이어 씰 호스 방진재 접착제 탄성 섬유 성형 제품 |
|---|---|
| 기타 | 의료용 재료 스포츠 용품 |
| 규모 | 2020년 560억 달러 규모의 글로벌 시장 |
|---|
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라우토카
라우토카는 피지 비치레부섬 서부에 위치한 피지에서 두 번째로 큰 도시이자 서부 지방의 행정 중심지로, 사탕수수 산업이 발달하여 "설탕 도시"로 알려져 있으며, 인도에서 온 계약 노동자들의 거주와 미 해군 기지 건설의 역사를 가지고 있고, 피지 산업 생산의 상당 부분을 담당하는 주요 기관들이 위치해 있다. -
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코코넛
코코넛은 코코넛 야자나무의 열매로 식용 및 유지로 사용되며, 조리되지 않은 과육은 100g당 354kcal의 열량을 내는 다양한 영양 성분으로 구성되어 있고, 코코넛 파우더의 식이섬유는 대부분 불용성 식이섬유인 셀룰로오스이며, 태국 일부 지역에서는 코코넛 수확에 훈련된 원숭이를 이용하는 동물 학대 문제가 있다. -
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라우토카
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코코넛
코코넛은 코코넛 야자나무의 열매로 식용 및 유지로 사용되며, 조리되지 않은 과육은 100g당 354kcal의 열량을 내는 다양한 영양 성분으로 구성되어 있고, 코코넛 파우더의 식이섬유는 대부분 불용성 식이섬유인 셀룰로오스이며, 태국 일부 지역에서는 코코넛 수확에 훈련된 원숭이를 이용하는 동물 학대 문제가 있다. -
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라우토카는 피지 비치레부섬 서부에 위치한 피지에서 두 번째로 큰 도시이자 서부 지방의 행정 중심지로, 사탕수수 산업이 발달하여 "설탕 도시"로 알려져 있으며, 인도에서 온 계약 노동자들의 거주와 미 해군 기지 건설의 역사를 가지고 있고, 피지 산업 생산의 상당 부분을 담당하는 주요 기관들이 위치해 있다. -
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코코넛은 코코넛 야자나무의 열매로 식용 및 유지로 사용되며, 조리되지 않은 과육은 100g당 354kcal의 열량을 내는 다양한 영양 성분으로 구성되어 있고, 코코넛 파우더의 식이섬유는 대부분 불용성 식이섬유인 셀룰로오스이며, 태국 일부 지역에서는 코코넛 수확에 훈련된 원숭이를 이용하는 동물 학대 문제가 있다.
2. 엘라스토머의 종류
엘라스토머는 가공 방식이나 화학적 특성에 따라 여러 종류로 나눌 수 있다. 대표적으로 열경화성 엘라스토머와 열가소성 엘라스토머로 분류한다.
열경화성 엘라스토머는 흔히 '고무'라고 불리며, 가황 과정을 거치는 경우가 많다. 화학 구조에 따라 황으로 가황할 수 있는 불포화 고무(예: 천연 고무, SBR, NBR)와 황 가황이 어려운 포화 고무(예: EPDM 고무, 실리콘 고무) 등으로 나뉜다.
열가소성 엘라스토머(TPE)는 열을 가하면 부드러워져 성형하기 쉽고, 식으면 다시 고무 탄성을 회복하는 특징이 있다. 스티렌계(TPS), 올레핀계(TPO) 등 다양한 종류가 있다.
이 외에도 다음과 같은 특수한 엘라스토머들이 있다.
* 단백질 기반: 생체 내에 존재하는 레실린, 엘라스틴과 같은 탄성 단백질.
* 폴리설파이드 고무: 분자 사슬에 황 원자를 포함하는 합성 고무.
* 엘라스토올레핀: 신축성이 좋아 섬유 형태로 가공되어 사용되는 탄성 폴리올레핀.
* 폴리(다이클로로포스파젠): 인과 질소 원자를 주 골격으로 하는 무기 고무.
2.1. 열경화성 엘라스토머
열경화성 엘라스토머는 특정 온도 범위 내에서 열을 가해도 쉽게 부드러워지거나 녹지 않고 원래 형태를 유지하며, 비교적 내열성이 높은 특징을 가진 엘라스토머이다. 일반적으로 '고무'라고 부르는 것이 이 유형에 해당하며, 가황 과정을 통해 만들어지는 경우가 많다.
2.1.1. 가황 고무
원재료에 가황제를 혼합하고 가열하여 얻는 고무를 의미하며, 좁은 의미의 고무가 여기에 해당한다. 일반적으로 황(S)을 첨가하여 가황 처리하는 것이 일반적이며, 이렇게 처리된 고무를 가황 고무라고 부른다. 천연 고무 및 합성 고무가 대표적이다.
황 가황 처리가 가능한 고무는 주로 분자 사슬 내에 이중 결합을 포함하는 불포화 고무이다. 주요 불포화 고무의 종류는 다음과 같다.
| 종류 | 설명 | 주요 구성 성분 또는 특징 |
|---|---|---|
| 천연 고무(NR) | 시스-1,4-폴리이소프렌 | 천연 폴리이소프렌 |
| 구타페르카 | 트랜스-1,4-폴리이소프렌 | 천연 폴리이소프렌 |
| 합성 폴리이소프렌(IR) | 이소프렌 고무 | 합성 폴리이소프렌 |
| 폴리부타디엔(BR) | 부타디엔 고무 | 부타디엔 중합체 |
| 클로로프렌 고무(CR) | 폴리클로로프렌, 네오프렌 | 클로로프렌 중합체 |
| 부틸 고무(IIR) | 아이소뷰틸렌과 이소프렌의 공중합체 | 할로겐화 부틸 고무(클로로 부틸 고무: CIIR; 브로모 부틸 고무: BIIR) 포함 |
| 스티렌-부타디엔 고무(SBR) | 스티렌과 부타디엔의 공중합체 | - |
| 니트릴 고무(NBR) | 부타디엔과 아크릴로니트릴의 공중합체 | Buna N 고무라고도 함, 수소화 니트릴 고무(HNBR) 포함 |
반면, 분자 사슬 내에 이중 결합이 없는 포화 고무(예: EPM (에틸렌 프로필렌 고무), EPDM 고무, 실리콘 고무 등)는 일반적인 황 가황 처리로는 가교 결합을 형성하기 어렵다.
2.1.2. 수지계 엘라스토머
* 우레탄 고무: 폴리우레탄 계열 엘라스토머의 일부이다.
* 실리콘 고무: SI, Q, VMQ 등의 약자로도 불린다.
* 불소 고무: 플루오로엘라스토머(FKM, FEPM)라고도 하며, Viton, Tecnoflon, Fluorel, Aflas, Dai-El 등의 상품명이 있다.
2.2. 열가소성 엘라스토머
열가소성 엘라스토머는 열을 가하면 연화되어 유동성을 나타내고, 냉각하면 고무 상태로 돌아가는 성질을 가진 엘라스토머이다.
2.2.1. 종류
열가소성 엘라스토머는 열을 가하면 연화되어 유동성을 나타내고, 냉각하면 고무 상태로 돌아가는 성질을 가진 탄성체이다. 이러한 성질 때문에, 재료를 가열하여 사출 성형함으로써 신속하게 성형 가공을 할 수 있는 장점이 있다. 반면, 열에 의해 쉽게 변형되기 때문에 내열성을 요하는 용도에는 적합하지 않다.
열가소성 엘라스토머의 주요 종류는 다음과 같다.
* 폴리스티렌계 (약칭: TPS)
* 올레핀/알켄계 (약칭: TPO)
* 폴리염화비닐계 (약칭: TPVC)
* 폴리우레탄계 (약칭: TPU)
* 폴리에스터계 (약칭: TPEE 또는 TPC)
* 폴리아미드계 (약칭: TPAE)